InSAR火山形变监测与参数反演研究进展

火山形变监测是星载合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）技术应用最为广泛的研究领域之一。近年来,在InSAR数据开源获取、数据处理技术快速发展和多学科交叉融合的背景下,国内外火山形变监测与火山源参数反演相关研究进入了新的阶段。对基于InSAR技术的火山形变监测和参数反演研究进行阶段性的梳理和总结。首先,介绍InSAR的基本原理以及主流多时相InSAR技术,分析其在火山监测过程中的主要误差源;其次,总结常用的火山地表形变参数反演解析模型和数值模型;然后,结合国内外火山研究案例,分析InSAR和火山地球物理模型在岩浆转移、喷发、脱气与热液作用等火山构造动力学机制研究中的具体应用;最后,介绍中国火山形变监测的发展现状,并探讨了InSAR火山形变监测的挑战和前沿方向。     

基于土地利用方式的巢湖流域氮排放情景模拟

土地利用方式及其转移对区域氮素迁移和水体氮负荷产生重要影响,但量化自然发展、耕地保护和生态保护等多情景下土地利用方式氮排放时空变化特征,揭示流域水体氮负荷对土地利用变化的响应机制仍面临挑战。本研究以巢湖流域为研究区,通过遥感解译多时相土地利用类型数据,借助PLUS和InVEST模型探索不同情景下氮排放对各土地利用类型变化的响应机制。结果表明:(1)2000—2020年期间,巢湖流域建设用地面积的增加(626.14 km²)主要占据的是耕地(减少了775.64 km²),城市化建设成为土地利用方式变化的主要驱动力;(2)PLUS模型多情景预测结果显示:2020—2030年间土地利用变化特征与2000—2020年基本保持一致,但各用地间的转换频率降低;(3)经InVEST模拟,耕地面积缩减而导致氮排放的减少量(340.17 t)大于建设用地等面积增加带来的氮排放增加量(170.11 t),使2000—2020年间巢湖流域土地利用所排放的总氮量呈降低趋势,由2000年的4768.04 t降至2020年的4597.98 t;(4)不同情景下,2030年各土地利用方式的氮排放量较2020年均呈降低趋势。其中,生态保护情景既有效地保障了巢湖流域生态功能又展现出较好的氮减排效果(113.36 t);鉴于此,建议流域管理部门应通过合理规划各用地类型的发展,严格控制建设用地对林草地、水域等生态用地的侵占,以期削减流域水体氮负荷、缓解氮素治理压力。     

全球洋岛和洋底高原海山中的中酸性岩——数据挖掘及其意义

洋岛类型的海山和洋底高原类型的海山主要由玄武岩组成, 中酸性岩出露很少, 因此很少引起学术界的关注。 我们认为即便中酸性岩很少, 研究他们也是很有意义的, 因为这些中酸性岩不仅可能与洋岛和洋底高原玄武岩的构造背景有关, 也可能与洋岛和洋底高原在形成中酸性岩时的温度和压力变化有关, 这对正确认识洋岛和洋底高原形成的地球动力学背景是很有意义的。 本次研究收集了 GEOROC 数据库中的数据总量为 44 404 个, 经过清洗留下有效数据 3 908 个, 分为洋岛中酸性岩（OIG）、洋底高原中酸性岩（OPG）和洋底高原中酸性岩中的岛弧部分（OPAG）3 类。 学术界通常认为, 洋岛代表热点, 洋底高原温度相对较低, 属于大火成岩省。 然而, 本文对全球洋岛和洋底高原的中酸性岩浆岩的研究表明, 分布在洋岛和洋底高原的中酸性岩主要是板内环境的富碱性的粗面岩和碱性流纹岩, 洋底高原边缘可能受俯冲带的影响, 部分中酸性岩具有岛弧的地球化学特征。 按照中酸性岩的 Sr-Yb 分类, 可知洋岛中酸性岩大多属于南岭型和广西型, 洋底高原海山中酸性岩主要属于南岭型, 广西型很少, 指示洋底高原中酸性岩形成的深度比洋岛浅, 温度也比洋岛低, 同时表明中酸性岩大多形成的压力较低而温度很高, 指示伴有高热中酸性岩的洋岛和洋底高原是地球上的热点。 本文认为, 洋岛和洋底高原中酸性岩并非学术界普遍认为的是玄武岩和碧玄岩分离结晶形成的, 因为洋岛和洋底高原岩浆岩如果是双峰式分布的话, 则不大可能是分离结晶的, 其中的酸性岩部分可能是玄武岩部分熔融形成的。 同时有些岩浆演化的关系表明, 中酸性岩在哈克图解中与玄武岩受不同因素制约, 说明并非演化的关系。     

冻融循环条件下生境基材中三种功能微生物数量变化规律研究

为揭示高寒地区典型生境基材中功能微生物数量变化的规律,以黄棕壤土为试验土样,在两种初始含水率条件下,分别制备客土、植被混凝土以及加菌植被混凝土三种不同类型的生境基材进行冻融循环模拟试验,探讨生境基材类型、初始含水率和冻融循环次数对基材中功能微生物数量的影响。试验结果显示：三种基材中功能微生物数量均受冻融循环影响显著,且随冻融循环次数增加总体呈"下降~上升~下降"趋势;冻融循环过程中,三种基材中功能微生物总量存在显著性差异,排序为：加菌植被混凝土 > 植被混凝土 > 客土,且固氮、解钾微生物数量显著低于解磷微生物;含水率为22%的基材中功能微生物总量普遍高于含水率为18%的基材。研究结果表明,加菌植被混凝土的肥力、抗冻性相比客土和植被混凝土有一定程度提升,但仍需对现有功能菌剂配方加以改进,以适应高寒地区冻融环境。     

提高深埋成品油管道探测精度的方法

为满足工程建设的需要,如何提高深埋地下管线的探测精度是探测工作中的难点.在地铁盾构土建施工的工地,采用FDEM (frequency domain electromagnetic method) 法对埋深约16 m的成品油管道进行探测,第一步是经过地面测线X方向的探测工作,确定了目标管道的走向Y并缩小了范围,因为受干扰物体的影响,所以两种工作频率探测结果之间的定深误差很大,尚未满足工程实际的需要;第二步是在经过距目标管道5.0 m处的两个孔内的Z方向进行探测,获得了离开目标管道较近“测线”上的H_z实测曲线;第三步是用H_z理论曲线与H_z实测曲线进行拟合反演,最终获得了定位、定深误差分别为20 cm、10 cm以内的探测精度,为地铁施工建设提供了精准的基础性技术资料.孔内Z方向的探测工作表明,“测线”离目标管道更近,又可以避开地面X方向测线上的干扰物的影响,可以提高探测精度.孔内探测是对地面X方向探测成果的检验,值得推广到对地面探测成果质量的验收中;采用拟合软件进行推断解释,是对探测数据的信息处理技术,将在FDEM法探测地下管线中得到广泛的应用.      

利用MERIS水汽数据改正ASAR干涉图中的大气影响

大气对流层对雷达信号的传播延迟是制约重复轨道InSAR高精度测量应用的重要因素之一.本文描述了MERIS水汽数据用于ASAR干涉图大气改正的方法;并以美国南加州地区为例,选取4对ENVISAT ASAR数据进行了大气改正的研究.结果显示对这4幅干涉图,经过MERIS水汽数据改正后InSAR与GPS差异的RMS分别〖JP2〗降低了41.7%,65.2%,19.3%和39.4%.平均改善程度达41.4%.更重要的是,经过MERIS水汽改正后,从2005~2007年〖JP〗干涉图和2004~2007年干涉图中,能清楚地识别出三处形变最明显的区域：Long Beach-Santa Ana 盆地、Pomona-Ontario和San Bernardino,其形变速率从-8 mm/a到-28 mm/a,大部分在-20 mm/a左右,与这些地区2003年以前的历史形变速率基本一致.因此,采用无云条件下的MERIS水蒸汽数据改正同步获取的ASAR干涉图,可以显著地降低大气水汽对干涉图相位的影响,从而更真实地反映地表形变等地球物理信号.     

北京西山寒武系层序地层

为了使北京西山地质学方面的研究更为全面,并为其他地区寒武系的研究提供对比,以北京西山地区出露的寒武纪地层为根据.进行了层序地层学和沉积学方面的研究.该区寒武纪地层多为碳酸盐岩,岩石类型以各种灰岩及白云岩为主.按照层序地层学的原理和工作方法,结合区域层序界面特征把该区寒武系划为16个三级层序,其中SQ1-SQ3为Ⅰ型层序,Ⅱ型层序则较为发育,SQ4-SQ16都为Ⅱ型层序.研究区寒武系属于典型的碳酸盐岩台地沉积.由于寒武纪研究区内地形地势平缓,构造沉降比较稳定,因而深切谷等标志不发育,所有层序都缺失低水位体系域(LST)或陆架边缘体系域(SMST)沉积.     

再循环陆壳物质对岩石圈地幔的改造:鲁西早白垩世高镁闪长岩中异剥橄榄岩捕虏体证据

本文报道了鲁西早白垩世高镁闪长岩中异剥橄榄岩捕虏体的岩相学与矿物化学资料,以便揭示异剥橄榄岩的成因和岩石圈地幔的深部过程.岩相学研究表明,异剥橄榄岩捕虏体呈浑圆状产于高镁闪长质侵入体中,大小介于3cm×4cm×5cm～3cm×2cm×1cm,并且橄榄石呈残留孤岛状存在于单斜辉石中.矿物化学研究表明,橄榄石的镁橄榄石分子(Fo)介于89～91,Ni=1414～3629ppm,类似于新生代幔源橄榄岩捕虏体中橄榄石的成分,但略低于早白垩世方辉橄榄岩中橄榄石的成分.橄榄石的δ18O值介于(6.03‰±0.33‰)～(6.82‰±0.35‰)(平均值为(6.5‰±0.4‰)),高于典型幔源橄榄岩中橄榄石的δ18O组成(5.2‰±0.3‰).与晚白垩世和新生代玄武岩中地幔橄榄岩捕虏体里的单斜辉石相比,异剥橄榄岩捕掳体中单斜辉石的Na2O,TiO2和Al2O3含量相对偏低,而CaO含量、Mg#值(91.2～94.1)和Ti/Eu比值(Ti/Eu=2082～2845)明显偏高,但与早白垩世高镁闪长岩中方辉橄榄岩里的单斜辉石成分类似单斜辉石以较低的稀土元素(REE)丰度、富集轻稀土元素(LREE)的配分型式和强烈亏损高场强元素(如Nb,Ta,Zr和Hf)为特点.此外,异剥橄榄岩的87Sr/86Sr,143Nd/144Nd和187Os/188Os(125Ma)比值分别变化于0.70596～0.70737,0.512181～0.512416和0.12661～0.57650.上述特征表明异剥橄榄岩为地幔橄榄岩受再循环陆壳物质熔体改造所成.     

基于邻近四点法的建筑物多边形化简

对早期的局部线化简算法进行拓展和改善,提出一种以建筑物多边形上邻近四点组合为基本处理单元,以最小可视长度阈值为综合指标,通过对其凹凸结构的类型判别及区别处理,实现建筑物多边形快速化简的方法。将线化简中对三点或多点进行局部处理拓展为邻近四点,较好地保持了建筑物形态特征;有针对性地采取全局检查消除自相交现象,并探讨了起始点的选择问题。选取1∶10 000居民地数据进行多组地图综合试验,结果表明该方法可有效地保持多边形的轮廓特征与面积大小。     

含富锂(钾)卤水断陷盆地的深部构造特征: 以中国华南吉泰盆地为例

中国华南吉泰盆地在白垩纪?古近纪发育大量蒸发岩,其中含富锂卤水矿床,由于盆地深部构造特征认识不清,导致富锂卤水矿勘查评价明显滞后.基于盆地东北部泰和坳陷二维地震数据和钻孔资料,经过精细保幅处理和综合构造解释,总结了含富锂卤水矿断陷盆地的深部构造特征.地震剖面和构造属性表明,盆地深部发育错断白垩系的NE-SW走向、NW倾...